用C语言和MATLAB构造PWM控制仿真模型的一种方法
一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法
一种基于Matlab的无刷直流电机控制系统建模仿真方法一、本文概述无刷直流电机（Brushless DC Motor, BLDC）以其高效率、低噪音、长寿命等优点，在航空航天、电动汽车、家用电器等领域得到广泛应用。
为了对无刷直流电机控制系统进行性能分析和优化，需要建立精确的数学模型并进行仿真研究。
Matlab作为一种强大的数学计算和仿真软件，为无刷直流电机控制系统的建模仿真提供了有力支持。
二、无刷直流电机控制系统原理1、无刷直流电机基本结构和工作原理无刷直流电机（Brushless Direct Current Motor，简称BLDCM）是一种基于电子换向技术的直流电机，其特点在于去除了传统直流电机中的机械换向器和电刷，从而提高了电机的运行效率和可靠性。
无刷直流电机主要由电机本体、电子换向器和功率驱动器三部分组成。
电机本体通常采用三相星形或三角形接法，其定子上分布有多个电磁铁（也称为线圈），而转子上则安装有永磁体。
当电机通电时，定子上的电磁铁会产生磁场，与转子上的永磁体产生相互作用力，从而驱动转子旋转。
电子换向器是无刷直流电机的核心部分，通常由霍尔传感器和控制器组成。
霍尔传感器安装在电机本体的定子附近，用于检测转子位置，并将位置信息传递给控制器。
控制器则根据霍尔传感器提供的位置信息，控制功率驱动器对定子上的电磁铁进行通电，从而实现电机的电子换向。
功率驱动器负责将控制器的控制信号转换为实际的电流，驱动定子上的电磁铁工作。
功率驱动器通常采用三相全桥驱动电路，具有输出电流大、驱动能力强等特点。
无刷直流电机的工作原理可以简单概括为：控制器根据霍尔传感器检测到的转子位置信息，控制功率驱动器对定子上的电磁铁进行通电，产生磁场并驱动转子旋转；随着转子的旋转，霍尔传感器不断检测新的转子位置信息，控制器根据这些信息实时调整电磁铁的通电状态，从而保持电机的连续稳定运行。
由于无刷直流电机采用电子换向技术，避免了传统直流电机中机械换向器和电刷的磨损和故障，因此具有更高的运行效率和更长的使用寿命。
]单片机C语言编程模板(PWM脉宽调制)
![]单片机C语言编程模板(PWM脉宽调制)](https://img.taocdn.com/s3/m/a41dcfebf8c75fbfc77db202.png)
[转]单片机C语言编程模板（PWM脉宽调制）修改浏览权限| 删除∙- MCS-51系列单片机C语言编程PWM脉宽调制器程序模板∙- 适用于STC系列内嵌PWM的单片机产品（以STC12C2052为例）- 以PWM控制LED亮度实验电路为例/********************************************************************************************* 函数名：PWM初始化函数调用：PWM_init();参数：无返回值：无结果：将PCA初始化为PWM模式，初始占空比为0备注：需要更多路PWM输出直接插入CCAPnH和CCAPnL即可/**********************************************************************************************/ void PWM_init (void){CMOD=0x02; //设置PCA定时器CL=0x00;CH=0x00;CCAPM0=0x42; //PWM0设置PCA工作方式为PWM方式（0100 0010）CCAP0L=0x00; //设置PWM0初始值与CCAP0H相同CCAP0H=0x00; // PWM0初始时为0//CCAPM1=0x42; //PWM1设置PCA工作方式为PWM方式（使用时删除//）//CCAP1L=0x00; //设置PWM1初始值与CCAP0H相同//CCAP1H=0x00; // PWM1初始时为0//CCAPM2=0x42; //PWM2设置PCA工作方式为PWM方式//CCAP2L=0x00; //设置PWM2初始值与CCAP0H相同//CCAP2H=0x00; // PWM2初始时为0//CCAPM3=0x42; //PWM3设置PCA工作方式为PWM方式//CCAP3L=0x00; //设置PWM3初始值与CCAP0H相同//CCAP3H=0x00; // PWM3初始时为0CR=1; //启动PCA定时器}/**********************************************************************************************//********************************************************************************************* 函数名：PWM0占空比设置函数调用：PWM0_set();参数：0x00~0xFF（亦可用0~255）返回值：无结果：设置PWM模式占空比，为0时全部高电平，为1时全部低电平备注：如果需要PWM1的设置函数，只要把CCAP0L和CCAP0H中的0改为1即可/**********************************************************************************************/ void PWM0_set (unsigned char a){CCAP0L= a; //设置值直接写入CCAP0LCCAP0H= a; //设置值直接写入CCAP0H}/**********************************************************************************************/ - 程序模块/********************************************************************************************* 程序名：PWM模块调试程序（仅实验用）编写人：杜洋编写时间：2009年7月22日硬件支持：STC12C2052 12MHz接口说明：LED灌电流接P3.7接口（PWM0）修改日志：NO.1-/********************************************************************************************* 说明：/*********************************************************************************************/ #include<STC12C2052AD.H> //头文件/********************************************************************************************* 函数名：PWM初始化函数调用：PWM_init();参数：无返回值：无结果：将PCA初始化为PWM模式，初始占空比为0备注：需要更多路PWM输出直接插入CCAPnH和CCAPnL即可/**********************************************************************************************/ void PWM_init (void){CMOD=0x02; //设置PCA定时器CL=0x00;CH=0x00;CCAPM0=0x42; //PWM0设置PCA工作方式为PWM方式（0100 0010）CCAP0L=0x00; //设置PWM0初始值与CCAP0H相同CCAP0H=0x00; // PWM0初始时为0//CCAPM1=0x42; //PWM1设置PCA工作方式为PWM方式（使用时删除//）//CCAP1L=0x00; //设置PWM1初始值与CCAP0H相同//CCAP1H=0x00; // PWM1初始时为0//CCAPM2=0x42; //PWM2设置PCA工作方式为PWM方式//CCAP2L=0x00; //设置PWM2初始值与CCAP0H相同//CCAP2H=0x00; // PWM2初始时为0//CCAPM3=0x42; //PWM3设置PCA工作方式为PWM方式//CCAP3L=0x00; //设置PWM3初始值与CCAP0H相同//CCAP3H=0x00; // PWM3初始时为0CR=1; //启动PCA定时器}/**********************************************************************************************//********************************************************************************************* 函数名：PWM0占空比设置函数调用：PWM0_set();参数：0x00~0xFF（亦可用0~255）返回值：无结果：设置PWM模式占空比，为0时全部高电平，为1时全部低电平备注：如果需要PWM1的设置函数，只要把CCAP0L和CCAP0H中的0改为1即可/**********************************************************************************************/ void PWM0_set (unsigned char a){CCAP0L= a; //设置值直接写入CCAP0LCCAP0H= a; //设置值直接写入CCAP0H}/**********************************************************************************************//********************************************************************************************* 函数名：主函数调用：无参数：无返回值：无结果：程序开始处，无限循环备注：/**********************************************************************************************/ void main (void){PWM_init(); //PWM初始化PWM0_set(0x10); //设置PWM占空比while(1){//无限循环程序}}/**********************************************************************************************/ /************************************************************** 杜洋工作室/*************************************************************/- 应用实例- 使用说明。
PWM调速的C语言程序编写(非常简单)
PWM调速的C语言程序编写关于PWM的原理在上一篇文章中已经说的很详细了，现在就细说一下pwm C语言程序的编写。
C语言中PWM的编写有这么几种方法;一、用普通的I/O 口输出的PWM ，二、使用定时计数器编写，三、就是使用片内PWM了。
1 先说使用普通的I\O口编写PWM程序了。
使用I/O口输出PWM波形你必须首先明白PWM他的实质是：调制占空比，占空比就是波形中高电平的长度与整个波长的比值。
我们写C语言的目的是写PWM波形的一个周期。
在这个周期内高低电平的比值是可以改变的。
这也就符合了PWM的原意脉宽调制。
即高电平的宽度的调制。
当然了PWM他也可用于改变频率，我们这里只先说他改变脉宽。
一旦我们的C语言程序写完那么他产生的PWM波形的频率就一定了。
（也可写频率变化的PWM，难度有点大）一般我们控制使用1K到10K的PWM波进行控制。
当然了你也可在要求不是很高的地方使用频率更低的PWM波。
比如在飞思卡尔智能车比赛中我们学校使用的PWM波频率只有600HZ.我们要改变一个PWM波周期内的高电平的宽度显然需要将一个PWM波的周期分成单片机可以控制的N个小的周期，N的取值越大你的调速等级越高，但产生的PWM频率就越低。
我们下面以实现100级调速为例编写PWM程序。
先写出程序再慢慢给大家分析void pwm (uchar x,uint y) //X 为占空比 Y为函数使用时间{ uint i,j,a,b;for(i=y;i>0;i--)//定时外函数{for(j=7;j>0;j--)//定时内函数{for(a=y;a>0;a--) / /PWM波高电平宽度{PORTA=0X01;}for(b=100-y;b>0;b--) //PWM低电平宽度{PORTA=0X00;}}}}这个程序够简单吧轻松的实现AVR单片机的PA.0口输出7KHZ左右的PWM脉冲你可以将PORTA=0X01;改为P1.0=0X01;就可以移植到51单片机上了为什么使用参数Y定时是因为用普通I/O口控制它的开关没有使用定时器编写的灵活。
应用Matlab仿真单相PWM整流器的一种简单方法
1引言在高功率因数PWM 整流器的设计中，通常需要对控制策略进行仿真。
常用的电力电子仿真工具中，Pspice，Saber 仿真时间长，产生大量的中间数据，占用资源多，会引起不收敛问题，适合于电路级仿真[1]。
而Matlab 以描述功率变换的状态方程为基础，有了状态方程，电路很容易用Matlab 中的Simulink 里的函数模块来表述，而且各种控制算法容易实现，而不必应用实际的元器件模型，减小了仿真运算的难度。
由于PWM 型功率变换器是一类强非线性（电子开关器件在一个周期中既工作在饱和区又工作在截止区）或断续（即按时间分段线性，在几个时间段内电路都是线性的，但拓扑结构不同）或时变（电子开关器件导通时的电阻很小，截止时的电阻很大）的电路[3]。
因此，变换器电路动态特性的解析分析方法较复杂，阻碍了这类变换器系统的动态分析与设计的顺利进行。
而把状态空间平均法应用于功率变换器的建模，是一种简单有效的研究方法。
当变流器运行于连续导电模式，并忽略其开关过程，即认为开关动作是瞬时完成的，这样，一个工作于连续导电模式下的PWM 变流器可以用两个线性非时变电路来表示。
它们与一个周期中的两种开关状态相对应，设其状态空间方程分别为1）在时间间隔DT （0≤t ≤t 0）：=A 1X2）在时间间隔（1－D ）T （t 0≤t ≤T ）：=A 2X式中T 为PWM 开关周期，D 是其占空比，X 为状态向量，A 1，A 2为系统矩阵，将上述两个开关模型综合为一个平均模型为=[DA 1＋(1－D )A 2]X2单相PWM 整流器的数学模型单相PWM 整流器主电路如图1所示。
忽略电感中的等效电阻，在仿真中用理想开关S 来代替实际器件,并把与开关器件并联的快恢复二极管的作用融入到理想开关中，当其中之一导通时，即认为该理想开关导通。
用以下方式来定义开关函数：S m =1（S m ′=0）上桥臂理想开关导通，下桥臂理想开关关断S m =0（S m ′=1）上桥臂理想开关关断，下桥臂理想开关导通。
基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计
毕业设计（论文）基于Matlab的单相电压型PWM整流电路仿真与设计摘要现代工业中，很多场合需要进行电能变换,例如把直流电能变为交流电能,交流电能变为直流电能。
直流电能变为交流电能由逆变器实现,交流电能变为直流电能由整流器实现。
随着整流器的广泛应用，关于传统整流器的一些问题也日益突出，输入功率因数较低，输入电流含有大量谐波。
针对传统的不控整流和相控整流中存在的谐波污染问题，采用直接电流控制中的双环控制策略，设计了单相全桥电压型PWM整流器的控制系统。
建立了系统的SIMULINK模型并进行了仿真。
仿真结果表明：该控制系统结构设计合理,参数选取适当，能实现有效控制。
详细分析单相电压型PWM整流电路的工作原理和工作模式。
说明通过对PWM电路进行控制，选择合适的工作模式和工作时序，可使PWM整流电路的输出直流电压得到有效的稳定。
近年来PWM整流器迅速成为了研究热点，因为它不仅获得了可控的AC/DC变换性能，而且具有输入单位功率因数和低谐波电流,能量双向传输等优点。
关键词：单相电压型；PWM整流；功率因数；Matlab仿真The single-phase voltage source PWM rectifier circuit based onMatlab simulation and designAbstractIn modern industry, we need for power conversion on many occasions, for example, the exchange of AC power into DC power and DC power into AC power.AC power can be transferred into DC power by using the rectifier and DC power can be transferred into AC power by using the inverter. Since the rectifiers are extensively used, several problems with regard to traditional rectifiers have arisen in recent years, such as a low input power factor,and the harmonics in the input currents.In order to eliminate the harmonic pollution caused by the traditional phase controlled or uncontrolled rectifiers, a single-phase full-bridge voltage-type rectifier has been designed in which the 2-ring control PWM technique of directly current-controlled strategies is adopted.And the SIMULENK model has been built to simulate this system. The result thus indicates that the control system is of logical configuration and proper parameter.The theory and working modes about single-phase voltage source PWM rectifier are elaborately analysed in this paper,which illust rate that the voltage in DC side can be effectively stabilized with PWM control by selecting burst mode and time.Therefore, pulse-width modulated rectifiers have rapidly attracted the research interest over the past few years due to some of their significant advantages, such as controllable of AC-DC voltage, unity power factor, low harmonic distortion of input currents, power regeneration capability, etc.Keywords：single-phase voltage type；PWM Rectifier；The power factor；Matlab Simulation.目录引言 (V)第1章概述............................................................................................................- 1 -1.1本课题研究的意义 .............................................................................................- 2 -1.2国内外研究现状.................................................................................................- 2 -1.3本论文研究的主要工作.......................................................................................- 3 -第2章P WM控制技术.............................................................................................- 4 -2.1PWM简介..........................................................................................................- 4 -2.2PWM控制原理和应用 ........................................................................................- 4 -2.3PWM控制技术的应用 ........................................................................................- 8 - 第3章功率因数校正技术.................................................................................... - 10 -3.1功率因数校正简介 ........................................................................................... - 10 -3.2有源功率因数校正（APFC）技术.................................................................... - 17 -3.3提高功率因数的几种方法................................................................................. - 21 -3.4提高功率因数的实际意义................................................................................. - 21 -第4章Matlab仿真实验 ...................................................................................... - 22 -4.1电路的工作原理............................................................................................... - 22 -4.2实验要求......................................................................................................... - 23 -4.3Matlab仿真步骤和波形..................................................................................... - 23 -4.4主封装图以及各子系统 .................................................................................... - 28 -4.5仿真结论......................................................................................................... - 29 -结论和展望................................................................................ 错误！未定义书签。
PWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证
PWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证1设计任务1.1双闭环调速系统结构图图1输出功率、电流反馈控制直流变频系统原理图为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者之间实行嵌套链接，如图1所示。
把转速调节器的输出当做电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制电力电子变换器upe。
从闭环结构上看，电流环在里面，称作内环；转速环在外边，称作外环。
这就形成了转速、电流反馈控制直流调速系统。
1.2双闭环直流变频系统的稳态结构图1图2双闭环直流变频系统的稳态结构图双闭环直流调速系统的稳态结构图如图2所示，两个调节器均采用带限幅作用的pi调节器。
转速调节器asr的输出限幅电压电流调节器acr的输出限幅电压udmucm?uim同意了电流取值的最大值，限制了电力电子变换器的最大输出电压。
当调节器饱和状态时，输入踢至限幅值，输入量的变化不再影响输入，除非存有反向的输入信号使调节器退出饱和。
当调节器不饱和时，pi调节器工作在线性调节状态，其作用是使输入偏差电压?u在稳态时为零。
为了同时实现电流的实时控制和快速追随，期望电流调节器不要步入饱和状态，因此对于静特性来说，只有输出功率调节器饱和状态与不饱和两种情况。
1.3双闭环直流调速系统的动态结构图图3双闭环直流变频系统的动态结构图双闭环直流调速系统的动态结构图如图3所示，图中表示转速调节和电流调节器的传递函数。
2wasr(s)和wacr(s)分别双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流波形如图所示：图4双闭环直流调速系统起动过程的转速和电流波形例如图4右图，电机的再生制动过程中输出功率调节器asr经历了不饱和、饱和状态、脱饱和状态三种情况：第ⅰ阶段（0-t1）是电流上升阶段；第ⅱ阶段（t1-t2）是恒流升速阶段；第ⅲ阶段（t2以后）是转速调节阶段。
双闭环直流变频系统的再生制动过程存有以下三个特点：1）饱和状态非线性掌控2）输出功率市场汇率3）科东俄时间最优控制1.4系统参数选取1.4.1整流电路平均值失控时间常数ts设定pwm的开关频率为1khz，故h型双极式pwm整流的调制周期为：t=1/f=0.001s1.4.2电流滤波时间常数和输出功率滤波常数h桥式电路每个波头的时间为0.5ms，为了基本滤平波头，应有3(1~2)toi?0.5ms，因此取toi?0.0004s。
PWM逆变器Matlab仿真设计
PWM逆变器MATLAB仿真1设计方案的选择与论证从题目的要求可知，输入电压为110V直流电，而输出是有效值为220V的交流电，所以这里涉及到一个升压的问题，基于此有两种设计思路第一种是进行DC-DC升压变换再进行逆变，另一种是先进行逆变再进行升压。
除此之外，要得到正弦交流电压还要考虑滤波等问题，所以这两种方案的设计框图分别如下图所示：图1-1方案一：先升压再逆变图1-2方案二：先逆变，再升压方案选择：方案一：采用DC-DC升压斩波电路其可靠性高、响应速度、噪声性能好，效率高，但不适用于升压倍率较高的场合，另外升压斩波电路在初期会产生超调趋势(这一点将在后文予以讨论)，在与后面的逆变电路相连时必须予以考虑，我们可以采用附加控制策略的办法来减小超调量同时达到较短的调节时间，但这将增加逆变器的复杂度和设计成本。
方案二：采用变压器对逆变电路输出的交流电进行升压，这种方法效率一般可达90%以上、可靠性较高、抗输出短路的能力较强，但响应速度较慢，体积大，波形畸变较重。
从以上的分析可以看出两种方案有各自的优缺点，但由于方案二设计较为简便，因此本论文选择方案二作为最终的设计方案，但对于方案一的相关容也会在后文予以讨论。
2逆变主电路设计2.1逆变电路原理及相关概念逆变与整流是相对应的，把直流电变为交流电的过程称为逆变。
根据交流侧是否与交流电网相连可将逆变电路分为有源逆变和无源逆变，在不加说明时，逆变一般指无源逆变，本论文针对的就是无源逆变的情况；根据直流侧是恒流源还是恒压源又将逆变电路分为电压型逆变电路和电流型逆变电路，电压型逆变电路输出电压的波形为方波而电流型逆变电路输出电流波形为方波，由于题目要求对输出电压进行调节，所以本论文只讨论电压型逆变电路；根据输出电压电流的相数又将逆变电路分为单相逆变电路和三相逆变电路，由于题目要求输出单相交流电，所以本论文将只讨论单相逆变电路。
2.2逆变电路的方案论证及选择从上面的讨论可以看出本论文主要讨论单相电压型无源逆变电路，电压型逆变电路的特点除了前文所提及的之外，还有一个特点即开关器件普遍选择全控型器件如IGBT，电力MOSFET等，有三种方案可供选择，下面分别予以讨论：方案一：半桥逆变电路，如下图所示，其特点是有两个桥臂，每个桥臂有一个可控器件和一个反并联二极管组成。
直流PWM调速系统MATLAB仿真
《单片机原理及接口技术》课程设计报告课题名称直流PWM调速系统的MATLAB仿真学院自动控制与机械工程学院专业机械设计制造及自动化班级姓名（学号）时间2016-1-9摘要直流电机具有良好的启动性能和调速特性，它的特点是启动转矩大，能在宽广的范围内平滑、经济地调速，转速控制容易，调速后效率很高。
本文设计的直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。
电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。
通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。
电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。
关键词：直流电机调速；H桥驱动电路；LED显示器；51单片机ABSTRACTDC motor has a good startup performance and speed characteristics, it is characterized by starting torque, maximum torque, in a wide range of smooth, economical speed, speed, easy control, speed control after the high efficiency. This design of DC motor speed control system, mainly by the microcontroller 51, power supply, H-bridge driver circuits, LED liquid crystal display, the Hall velocity and independent key component circuits of electronic products. Power supply with 78 series chip +5 V, +15 V for motor speed control using PWM wave mode, PWM is a pulse width modulation, duty cycle by changing the MCU 51. Achieved through independent buttons start and stop the motor, speed control, turning the manual control, LED realize the measurement data (speed) of the display. Motor speed using Hall sensor output square wave, by 51 seconds to 1 microcontroller square wave pulses are counted to calculate the speed of the motor to achieve a DC motor feedback control.Keywords: DC motor speed control；H bridge driver circuit；LED display目录第1章引言1.1 概况现代工业的电力拖动一般都要求局部或全部的自动化，因此必然要与各种控制元件组成的自动控制系统联系起来，而电力拖动则可视为自动化电力拖动系统的简称。
数字化PWM可逆直流调速系统设计MATLAB仿真
摘要本文介绍双闭环PWM直流调速系统原理基础上，根据系统的动、静态性能指标采用工程设计方法设计调节器参数。
调速方案的优劣直接关系到系统调速的质量，根据电机的型号及参数选择最优方案，以确保系统能够正常，稳定地运行。
并运用MATLAB的Simulink 和Power System工具箱、面向系统电气原理结构图的仿真方法，实现了转速电流双闭环PWM直流调速系统的建模与仿真。
文章重点介绍了调速系统的建模和PWM发生器、直流电机模块互感等参数的设置。
给出了PWM直流可逆调速系统的仿真模型和仿真结果，验证了仿真模型及调节器参数设置的正确性。
关键词：直流调速；PWM；双闭环；PI调节AbstractAccording to dynamic and static performance，the method uses engineering design to set parameters of controllers based on principle of Double Close Loop PWM speed system．Governor the pros and cons of the program directly related to the quality of the system governor, according to the motor model and parameters to choose the best program to ensure that the system to normal, stable operation.The approach using electrical principle and toolbox of simulink and power system in Matlab has completed the modeling and simulation of system．The model of simulation and parameters controllers and PWM generator is introduced emphatically．As well as mutual inductance parameter in DC motors．The results of simulationale obtained and the results are close to actual situation，it shows the correction of the model and parameters of controllers．Keywords：DC Timing System; PWM;Double Close Loop; PI Adjust1绪言直流调速系统具有良好的起、制动性能，宜于在大范围内平滑调速，在许多需要调速或快速正反向的电力拖动领域中得到了广泛的应用。
c语言实现 matlab功率谱密度函数pwelch
c语言实现 matlab功率谱密度函数pwelch1. 背景介绍Matlab是一种广泛使用的用于科学计算、数据分析和可视化的高级编程语言和交互式环境。
在Matlab中，有一个非常重要的函数叫做pwelch，它用于计算信号的功率谱密度。
这个函数可以帮助工程师和科学家分析信号的频谱特性，以便更好地理解和处理信号。
2. C语言实现Matlab功率谱密度函数pwelch的必要性虽然Matlab是一个功能强大的工具，但它并不是所有人都能接触到的。
有些应用场景不适合使用Matlab，比如嵌入式系统、实时控制系统等。
在这些场景下，使用C语言实现Matlab功率谱密度函数pwelch可以帮助工程师和科学家在没有Matlab的情况下进行信号分析和处理。
3. 如何实现要实现Matlab功率谱密度函数pwelch，我们首先需要了解这个函数的原理和算法。
pwelch函数使用Welch方法来估计信号的功率谱密度，它将信号分成重叠的段，然后对每一段进行傅里叶变换，最后求取所有段的平均值来得到最终的功率谱密度。
在C语言中，我们可以使用FFT算法来实现傅里叶变换，然后结合Welch方法进行功率谱密度估计。
4. C语言实现Matlab功率谱密度函数pwelch的挑战C语言是一种相对低级的编程语言，相比Matlab而言，它的功能更加基础。
要在C语言中实现pwelch函数，我们需要解决一些挑战。
我们需要实现FFT算法来进行傅里叶变换，这需要一定的数学基础和编程技能。
我们需要考虑内存和性能的限制，因为C语言是一种更加接近硬件的编程语言，对计算资源的管理更加严格。
5. 解决挑战的方式要解决这些挑战，我们可以借助现有的开源库，比如FFTW（Fastest Fourier Transform in the West）库，它是一个高性能的FFT库，可以帮助我们实现快速和高效的傅里叶变换。
另外，我们可以结合C语言的指针和数组操作来优化内存管理和性能调优。
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析
基于Matlab／SIMULINK的桥式直流PWM变换电路实验仿真分析本文以MATLAB软件的SIMULINK仿真软件包为平台，对桥式直流PWM 变换电路进行仿真分析文章对每个电路首先进行原理分析，进而建立相应的仿真模型，经过详细计算确定并设置仿真参数进行仿真，对于每次仿真结果均采用可视化波形图的方式直接输出。
在对仿真结果分析的基础上，不断优化仿真参数，使其最大化再现实际物理过程，并根据各个电路的性能进行参数改变从而观察结果的异同。
标签：SIMULINK；PWM；电路仿真1 桥式直流PWM变换电路简介桥式直流PWM变流器仿真实验是对全控型器件的应用。
实验电路中，前端为不可控整流、后端为开关型逆变器，此结构形式应用最为广泛。
逆变器的控制采用PWM方式。
对这个实验有所掌握的话，对后续课程设计直流调速系统也会有很大启发。
因为直流PWM-M调速系统近年来发展很快，直流PWM-M调速系统采用全控型电力电子器件，调制频率高，与晶闸管直流调速系统相比动态响应速度快，电动机转矩平稳脉动小，有很大优越性，因此在小功率调速系统和伺服系统中的应用越来越广泛。
2 桥式直流PWM变换电路的工作原理本实验系统的主电路采用双极性PWM控制方式，其中主电路由四个MOSFET（VT1～VT4）构成H桥。
Ub1～Ub4分别由PWM调制电路产生后经过驱动电路放大，再送到MOSFET相应的栅极，用以控制MOSFET的通断。
在双极性的控制方式中，VT1和VT4的栅极由一路信号驱动，VT2和VT3的栅极由另一路信号驱动，它们成对导通。
控制开关器件的通断时间可以调节输出电压的大小，若VT1和VT4的导通时间大于VT2和VT3的导通时问，输出电压的平均值为正，VT2和VT3的导通时间大于VT1和VT4的导通时间，则输出电压的平均值为负，所以可以用于直流电动机的可逆运行。
3 计算机仿真实验（1）桥式直流PWM变换电路仿真模型的建立。
根据所要仿真的电路，在SIMULINK窗口的仿真平台上构建仿真模型。
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真
基于MATLABSimulinkSimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统建模与仿真一、本文概述随着电力电子技术和控制理论的快速发展，永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM）因其高效率、高功率密度和优良的调速性能，在电动汽车、风力发电、机器人和工业自动化等领域得到了广泛应用。
然而，PMSM的高性能运行依赖于先进的控制系统，其中矢量控制（Vector Control, VC）是最常用的控制策略之一。
矢量控制，也称为场向量控制，其基本思想是通过坐标变换将电机的定子电流分解为与磁场方向正交的两个分量——转矩分量和励磁分量，并分别进行控制，从而实现电机的高性能运行。
这种控制策略需要对电机的动态行为和电磁关系有深入的理解，并且要求控制系统能够快速、准确地响应各种工况变化。
MATLAB/Simulink/SimPowerSystems是MathWorks公司开发的一套强大的电力系统和电机控制系统仿真工具。
通过Simulink的图形化建模环境和SimPowerSystems的电机及电力电子元件库，用户可以方便地进行电机控制系统的建模、仿真和分析。
本文旨在介绍基于MATLAB/Simulink/SimPowerSystems的永磁同步电机矢量控制系统的建模与仿真方法。
将简要概述永磁同步电机的基本结构和运行原理，然后详细介绍矢量控制的基本原理和坐标变换方法。
接着，将通过一个具体的案例，展示如何使用Simulink和SimPowerSystems进行永磁同步电机矢量控制系统的建模和仿真，并分析仿真结果，验证控制策略的有效性。
将讨论在实际应用中可能遇到的挑战和问题，并提出相应的解决方案。
通过本文的阅读，读者可以对永磁同步电机矢量控制系统有更深入的理解，并掌握使用MATLAB/Simulink/SimPowerSystems进行电机控制系统仿真的基本方法。
用MATLAB语言对PWM调制波的计算机仿真
用MATLAB语言对PWM调制波的计算机仿真
李少军
【期刊名称】《济南大学学报：社会科学版》
【年(卷),期】1999(000)005
【摘要】阐明在ＭＡＴＬＡＢ语言环境下，运用ＳＩＭＵＬＩＮＫ工具对ＰＷＭ脉宽调制进行计算机仿真分析，是研究、开发ＰＷＭ的最简捷、最经济的方法之一。
它在教研、高新产品的开发等方面具有重要性
【总页数】5页(P16-20)
【作者】李少军
【作者单位】济南大学机电系!山东济南250002
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.标准正弦波电源的SPWM调制方式的实现 [J], 陈燕;王岩崧;张庆祥
2.PWM调制波的多层感知神经网络音频识别 [J], 刘晓杰;章怀宇;董和磊
3.毫米波Rotman透镜天线的计算机仿真设计 [J], 刘敏;丁君;郭陈江
4.双极性SPWM调制的单相工频正弦波逆变器的设计 [J], 石新春;陈雷;张玉平
5.基于相位补偿技术SVPWM调制波构造及嵌入式实现 [J], 张恩寿;张茹;薛文娟;韩朝
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【系统】电压型pwm整流器vsr及控制系统的matlab仿真
【关键字】系统编号231本科生毕业设计基于PWM整流器的交流调速系统的设计Design of AC Speed Regulation SystemBased on PWM Rectifier学生姓名任贺专业电气工程及其自动化学号1134231指导教师朱海忱分院电子工程分院2015年 6 月摘要基于 PWM 整流的交流调速系统采用交直交的变频方式，用PWM整流代替了传统的二极管不可控整流。
PWM 整流可以有效改善系统功率因数，并在电机需要制动时将能量回馈电网，实现真正意义上的节能。
本文提出了一种新型的交流调速系统方案：整流环节采用直接功率控制，通过直接控制瞬时有功功率、瞬时无功功率，实现 PWM 整流的高功率因数，该控制方式简单且易于实现数字化；电机控制采用直接转矩控制，通过直接控制电磁转矩和定子磁链实现电机调速，该方法简单且弥补了矢量控制对于电机转子参数敏感的缺陷。
进而通过 MATLAB 仿真证明：所提出的新型调速系统能够实现单位功率因数，降低输入电流的谐波畸变率，并可以实现电机四象限运行以及能量双向流动。
关键词：异步电机PWM 整流高功率因数直接功率控制直接转矩控制ABSTRACTAC adjustable speed system based on PWM rectifier uses the AC-DC-AC style. In comparison with the traditional converter, the diode rectifier is replaced by PWM rectifier. PWM rectifier not only can greatly improve the power factor of the whole system, but also reaches the energy conservation by realizing the bidirectional flow of energy when the motor brakes. A new AC speed-regulation system is presented in this paper. In PWM rectifier, Direct Power Control method, which is practical and can be digitized easily, is used to improve the power factor significantly by controlling the instantaneous active/reactive power. As for Motor, Direct Torque Control method, which is easy to be realized and robust to the rotor parameters, is adopted to improve the drive performance through controlling directly the stator flux and electromagnetic torque.Finally, the corresponding simulation is completed and the results show that the new adjustable speed system can improve the power factor to be ± 1, lower the harmonic distortion of input current, accomplish the four-quadrant operation and bidirectional flow of energy.Keywords: Asynchronous motor PWM rectifier High power factor Direct power control (DPC) Direct torque control (DTC)目录绪论 (1)第一章三相电压型PWM整流器的控制与实现 (5)1.1 PWM整流器的主电路结构 (5)1.2 三相电压型PWM整流器的数学模型 (6)1.3 PWM 整流器的直接功率控制 (10)第二章直接转矩控制系统的设计 (14)2.1 异步电机的直接转矩控制的基本原理 (14)2.2 直接转矩控制系统 (18)第三章基于PWM整流器的调速系统的参数设计 (23)3.1 变频器容量的选择 (23)3.2 电源变压器 (24)3.3 交流侧电感的设计 (24)3.4 直流电容的设计 (26)3.5 直流电压给定值的设计 (27)3.6 IGBT 的参数设计 (28)第四章基于PWM整流器的调速系统的MATLAB 仿真 (29)4.1 电机的四象限运行 (29)4.2 基于PWM 整流器的调速系统的仿真 (30)4.3 实验结果分析 (38)结论 (40)参考文献 (41)致谢 (42)绪论1. 课题背景及其意义在工矿企业中，电机类的耗电量占企业总用电量的 70%以上，因此电机节能对国民经济具有重要的意义。
PWM调速的C语言程序编写（非常简单）
PWM调速的C语言程序编写关于PWM的原理在上一篇文章中已经说的很详细了，现在就细说一下pwm C语言程序的编写。
C语言中PWM的编写有这么几种方法;一、用普通的I/O 口输出的PWM ，二、使用定时计数器编写，三、就是使用片内PWM了。
1 先说使用普通的I\O口编写PWM程序了。
使用I/O口输出PWM波形你必须首先明白PWM他的实质是：调制占空比，占空比就是波形中高电平的长度与整个波长的比值。
我们写C语言的目的是写PWM波形的一个周期。
在这个周期内高低电平的比值是可以改变的。
这也就符合了PWM的原意脉宽调制。
即高电平的宽度的调制。
当然了PWM他也可用于改变频率，我们这里只先说他改变脉宽。
一旦我们的C语言程序写完那么他产生的PWM波形的频率就一定了。
（也可写频率变化的PWM，难度有点大）一般我们控制使用1K 到10K的PWM波进行控制。
当然了你也可在要求不是很高的地方使用频率更低的PWM波。
比如在飞思卡尔智能车比赛中我们学校使用的PWM波频率只有600HZ.我们要改变一个PWM波周期内的高电平的宽度显然需要将一个PWM波的周期分成单片机可以控制的N个小的周期，N的取值越大你的调速等级越高，但产生的PWM频率就越低。
我们下面以实现100级调速为例编写PWM程序。
先写出程序再慢慢给大家分析void pwm (uchar x,uint y) //X 为占空比 Y为函数使用时间{ uint i,j,a,b;for(i=y;i>0;i--) //定时外函数{for(j=7;j>0;j--) //定时内函数{for(a=y;a>0;a--) //PWM波高电平宽度{PORTA=0X01;}for(b=100-y;b>0;b--) //PWM低电平宽度{PORTA=0X00;}}}}这个程序够简单吧轻松的实现AVR单片机的PA.0口输出7KHZ左右的PWM脉冲你可以将PORTA=0X01;改为P1.0=0X01;就可以移植到51单片机上了为什么使用参数Y定时是因为用普通I/O口控制它的开关没有使用定时器编写的灵活。
PWM逆变器Matlab仿真设计
摘要在本设计中，首先，针对课设题目要求，进行了系统的总体方案选择，以与各功能模块的方案论证和选择。
选择通过升压斩波电路将输入直流电压升高，再利用全桥逆变方式将直流电转换成50HZ的交流电，控制部分采用PWM斩波控制技术。
接着，对各功能模块进行了详细的原理分析和电路设计，同时也对可能出现的直流不平衡等问题进行了考虑。
并最终通过MATLAB来实现PWM逆变器的仿真，并进行结果分析，得出系统参数对输出的影响规律。
经过理论分析设计以与MATLAB仿真两种方式，证明了本系统可以很好地实现将输入110V直流转换成220V、50HZ单相交流电的设计要求，另外本设计也按设计要求采用了PWM斩波控制技术。
关键词：逆变；PWM控制；MATLAB仿真；DC-DC；目录1.设计方案的论证与选择11.1总体设计思路11.2 DC-DC方案论证与选择11.3逆变主电路的方案论证与选择21.4 逆变器控制方法的论证与选择32.设计原理与实现方法42.1 升压斩波电路的设计42.2 全桥式逆变电路的设计52.3 PWM控制技术与SPWM波的生成62.3.1 PWM控制的基本原理72.3.2 SPWM法的基本原理82.3.3 规则采样法82.3.4单极性和双极性PWM控制逆变电路分析93.MATLAB仿真与结论分析123.1升压环节的建模与仿真123.2 制作并生成SPWM波形133.3 逆变环节的建模与仿真（一）153.4 逆变环节的建模与仿真（二）173.4.1载波频率与输出电压频率改变对波形的影响183.4.2 改变负载对输出的影响214.收获与体会255.参考文献25PWM逆变器Matlab仿真1.设计方案的论证与选择1.1总体设计思路由于要求的输出为220V,50HZ单相交流电，而输入却是只有110V的直流电压，所以仅仅由逆变环节不能实现，而应该有升压环节。
方案一：有工频变压器的逆变电源。
逆变电路将110V输入电压逆变成有效值基本不变的频率为50HZ的交流电，再由工频变压器升压得到220V交流电压。
仿真PWM整流器的Matlab仿真研究
仿真PWM整流器的Matlab仿真研究摘要：随着绿色能源技术的快速发展，不可控整流引起的电磁干扰和谐波污染已经成为日益严重的问题。
本文介绍了PWM整流器的工作原理，并阐述新型的控制方法———自抗扰控制的原理，利用自抗扰控制来取代PWM 整流器的电压外环控制，以取得更优效果；最后利用Matlab 提供的电力电子工具箱在Simulink 仿真环境下进行了仿真实验，验证系统的正确性和可行性。
关键词：PWM 整流器；自抗扰控制；Matlab 仿真PWM整流器的Matlab仿真探讨一整流器的原理和现状目前，由于常规整流环节广泛采用二极管不可控整流电路或晶闸管相控整流电路，对电网注入了大量谐波及无功，给电网带来“污染”。
治理这种电网“污染”最根本的措施就是，要求变流装置实现网侧电流正弦化且运行于单位功率因数。
因此，在主电路类型上有电压型整流器（Voltage Source Rectifier，VSR）和电流源型整流器（Current Source Rectifier，CSR），两者在工业上均成功地投入应用。
由于有高电压利用率及低损耗等优点，基于空间矢量的PWM 控制在电压型PWM 整流器电流控制中取得了广泛应用，并存在多种控制方案。
目前，电压型PWM 整流器网侧电流控制有将固定开关频率、滞环及空间矢量控制相结合的趋势，以使其在大功率有源滤波等需快速电流响应的场合获得优越的性能。
本文讨论的三相桥式电压型PWM 整流器拓扑结构如图1 所示。
L 为交流侧滤波电感，电阻R 为滤波电感L 的等效电阻和功率开关管损耗等效电阻的合并。
参照参考文献1，可以推导出PWM 整流器在三相静止坐标系ABC 下的数学模型，即：由于在此坐标系下难以进行控制系统建模，因为经过坐标转换到两相同步旋转坐标系(d，q)后，可得：此时，两相同步旋转坐标系(d，q)中的q 轴分量表示成有功分量，而d 轴分量表示成无功分量。
并且有：电流内环经解耦后，可以得到控制系统如图2 所示。
基于Matlab的直流电机PWM调速仿真
%限流电阻
% 电源电压
%转速状态方程 %通过PWM器件调制后的输出电压
%电流状态方程
6
五、matlab仿真结果
分析：在以上参数选取的条件下 ①电流i=3.5A(此时电机启动尖峰电流为18A，持续时 间小于2s因此电机启动是安全的) ②转速为23.5r/s=1410r/min(转速也在额定转速内)
谢谢大家
i R
i
n
2
di =(-R ii + k Rn - u) / L (3) dt dn =(k ii - k nn2 ) / J dt (4)
图一、系统简化电路图
（3）（4）即为电路系统微分方程表达式，由于（4） 为非线性的，所以，不能写成状态方程形式。
2
二、电路系统参数设置
① ② ③ ④ ⑤ 电源电压u设为：U0=30V 额定转速n设为： Nm=1500转/分=25转/秒 回路参数设为： L=0.065H; Ri=0.72Ω; 转动惯量设为: J=0.36 PD参数设为: kr=1.0; ki=0.5;kn=0.0027; kp=0.05;kd=0.33;
图一、系统简化电路图
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三、电路系统原理分析
仿真时PD参数的选取是难点,其对系统的影响至关 重要。在选择PD参数时应综合考虑kp、ki、kd 的 变化给系统带来的影响,具体可以按照先比例后积 分再微分的顺序反复调试参数。
电网电源 速度指令 速度 U* n 调节器 + ASR Un * Ui + Ui La 电流 Uc 调节器 ACR 电流内环 电力开关 变流装置 UPE 电流反馈 速度反馈 U d Id Ra M
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四、matlab仿真程序
f%子函数定义 unction [dx]=F(x,Nm) L=0.065; J=0.36; R=0.72; kr=1.0; ki=0.5; kn=0.0027; U0=30; i=x(1); n=x(2); kp=0.05; kd=0.33; dn=(ki*i-kn*n^2)/J; du=kd*(kp*(Nm-n)-dn); P=du; di=(-R*i-kr*n+P)/L; dx(1)=di; dx(2)=dn; if(P>U0) P=U0; end if(P<U0) P=0;直流调速系统的一般结构
PWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证
PWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证摘要双闭环（电流环、转速环）调速系统是一种当前应用广泛的电力传动系统。
它具有动态响应快、抗干扰能力强等优点。
反馈闭环控制系统具有良好的抗扰性能，它对于被反馈环的前向通道上的一切扰动作用都能有效的加以抑制。
采用转速负反馈和PI调节器的单闭环的调速系统可以在保证系统稳定的前提下实现转速无差。
但如果对系统的动态性能要求较高，例如要求起制动、突加负载动态速降较小等，单闭环系统就难以满足要求。
这主要是因为在单闭环系统中不能完全按照需要来控制动态过程的电流或转矩。
在单闭环系统中，只有电流截止负反馈环节是专门用来控制电流的。
但它只是在超过临界电流值以后，强烈的负反馈作用限制电流的冲击，并不能很理想的控制电流的动态波形。
在实际工作中，我们希望在电机最大电流限制的条件下，充分利用电机的允许过载能力，最好是在过度过程中始终保持电流（转矩）为允许最大值，使电力拖动系统尽可能用最大的加速度启动，达到稳定转速后，又让电流立即降下来，使转矩马上与负载相平衡，从而转入稳态运行。
这时，启动电流成方波形，而转速是线性增长的。
这是在最大电流转矩条件下调速系统所能得到的最快启动过程。
关键字：PWM脉宽直流调速 matlab仿真Abstract：Dual closed loop speed control system is a widely used electric power transmission system (current loop, speed loop). It has the advantages of fast dynamic response, anti-interference ability. The feedback loop control system has a good anti-interference performance, it is for all the perturbation effects on the prior to the passage of the feedback loop can be effectively suppressed. Single negative feedback and PI regulator speed closed-loop speed control system can guarantee the system stability under the premise of speed without error. But if the higher requirements of the dynamic performance of the system, such as requiring braking, sudden load dynamic downhill smaller, single closed-loop system would be difficult to meet the requirements. This is primarily because in a single closed-loop system is notcompletely in accordance with the need to control the current or torque of the dynamic process. Single closed-loop system, the only the current deadline negative feedback link is designed to control current. But it is only after more than the critical current value, a strong negative feedback effect limit the impact of the current, and is not very satisfactory control current dynamic waveform. We hope that the maximum current limit of the motor under the conditions, make full use of the motor allows overload capacity, it is best to always keep in the over-the process of current (torque) to allow the maximum, so that the electric drive system as much as possible in the actual work, start with the greatest acceleration, reach a steady speed, letting the current immediately down the torque immediately be balanced with the load, and thus transferred to the steady-state operation. At this time, the starting current square-wave, while the speed is linear growth. This is a speed control system under conditions of maximum current torque can get the fastest boot process.Keywords: PWM pulse width DC speed matlab imitationPWM脉宽直流调速系统设计及matlab仿真验证1设计任务1.1双闭环调速系统结构图图1 转速、电流反馈控制直流调速系统原理图为了使转速和电流两种负反馈分别起作用，可在系统中设置两个调节器，分别引入转速负反馈和电流负反馈以调节转速和电流，二者之间实行嵌套链接，如图1所示。
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用C 语言和M A TLAB 构造PWM 控制仿真模型的一种方法华中理工大学 董玮 秦忆 摘要:文章介绍了一种将C 语言与M A TLAB 结合起来进行构造PWM 仿真模型的方法,这种方法不用编程,简单直观,使用方便,易于模块化。
关键词:PWM 控制 M A TLAB S I M UL I N KA Si m ula tion M ethod to P WM Con trol with C and M AT LABDong W ei Q in Y iAbstract :A m ethod to construct PWM si m ulati on model w ith C and M A TLAB has been introduced in the paper .T he m ethod is si m p le and intuiti onal w ithout any p rogram .It is convenient to use and m ake modulariza 2ti on .Keywords :PWM contro l M A TLAB S I M UL I N K1 前言PWM 控制是通过对每周期内输出脉冲个数和每个脉冲宽度的控制来改善逆变器的输出电压、电流波形[1]。
它是现代交流变频调速的一种重要的控制方式。
三相逆变器主回路原理图如图1所示,图中V 1～V 6为6个开关元件,由PWM 调制器控制其开通与关断。
逆变器产生的PWM 波形,施加给负载(一般是三相交流电机)。
图1 三相逆变器主回路PWM 调制器的调制方法很多,有同步式、非同步式等,所以在仿真时不同的调制方法有不同的算法。
很难用一种通用的算法表示;而三相电机的模型又是一个非线性、强耦合的复杂模型,在仿真时依据需要构造其模型也非易事。
一般,使用C 语言编程,或用M A TLAB 中的S I M UL I N K 工具箱结合S 函数来仿真[2],但这些方法都需要写出大段的程序。
本文介绍一种用C 语言结合M A TLAB 中S I M UL I N K 工具箱来构造仿真模型的方法:图1中虚线以左的PWM 算法可以改变,用流行的C 语言实现,而虚线以右的电机模型复杂,则用S I M UL I N K 工具箱实现,不用编程,最后进行C 语言与M A TLAB 的接口。
2 电机仿真模型的封装211 电机仿真模型电机仿真模型采用静止坐标系中的五阶模型[3],如式(1)所示。
d Ξr d t =n 2p L m JL r (7r Αi s Β-7r Βi s Α)-n pJT L d 7r Αd t =-1T r 7r Α-Ξr 7r Β+L m T r i s Αd 7r Βd t =-1T r 7r Β+Ξr 7r Α+L m T ri s Βd i s Αd t =1ΡL s (-R s i s Α-11+Ρr d 7r Αd t +u s Α)d i s Βd t =1ΡL s (-R s i s Β-11+Ρr d 7r Βd t+u s Β)(1)式中 Ρr ——转子漏感系数,Ρr =L Ρr L m (L Ρr 为转子漏感) Ρ——电机漏感系数,Ρ=1-L 2m(L s L r )06 电气传动 2001年 第1期 T r ——转子励磁时间常数,T r =L r r r u s Α、u s Β——定子两相电压的实际值 i s Α、i s Β——定子两相电流的实际值 7r Α、7r Β——转子两相磁链的实际值 Ξr ——实际转速其中电机的固有参数有:R s :定子电阻;L s :定子电感;R r :转子电阻;L r :转子电感;L m :定、转子互感;J :转动惯量;n p ;电机极对数。
以上所有的转子参数均已折算到定子侧。
式(1)中输入量为u s Α、u s Β,输出量为i s Α、i s Β、Ξr 。
用M A TLAB 中的S I M UL I N K 工具箱实现式(1)的模型如图2虚线右边所示,图中模块的参数均为形参。
3 2变换如下us Αu s Β=231-12-12032-32u au b u c(2)可用S I M UL I N K 来实现,如图2虚线左边所示。
图2 用S I M UL I N K 实现的电动机模型212 模型的封装所谓模型的封装,是指从现有的模块库中选取合适的模块进行组合并模块化[4]。
选中图2中所有的模块,用Edit C reate Sub system 命令将模型表示成子系统,如图3所示。
双击Sub system ,将子系统的名称改为M o to r 。
选中M o to r 子系统,用Edit C reate M ask 命令封装,封装参数为:M ask type :Sub systemB lock descri p ti on :T h is is a 52o rder m o to r m odel in qu iescence coo rdinate .P rom p tT yp e V ariab le L rEdit L rR rEdit R rLsEdit LsR s Edit R s L m Edit L m n pEditn pIn itializati on comm ands :(以日本SUM TA K 公司的19F 异步交流电机为例)J =0.00047;L r =0.08377;R r =1.03;L s =0.0805;R s =1.2;L m =0.0777;n p =2;Ρr =0.002 L m (由于L Ρr 很小,直接选为0.002);Ρ=1-L m (L s 3L r );T r =L r R r 。
这样就自定义了一个电动机模块,输入为u a 、u b 、u c 、T L,输出为i s Α、i s Β、Ξr ,如图3所示,其用法与S I M UL I N K 中的模块完全相同。
图3 封装后的电动机模块213 仿真结果为了检测以上设想的正确性,对图3所示的模块输入19F 异步电动机的额定值:u a 、u b 、u c 为对称三相正弦电压,幅值为90×2 3V ,频率为60H z ;在t =0.2s 时突加额定负载T L =3.13616电气传动 2001年 第1期 N ・m ,输出波形如图4所示。
图4 理想的输出信号(a )i s Α波形 (b )i s Β波形 (c )Ξr 波形 由图4可以看出,所建立的模型符合电动机运行特性,具有可用性。
3 与C 语言的接口在C 语言中,将输出的三相电压u a 、u b 、u c 的大小及其对应的输出时间分别用数组t 1[]、ua[]、t 2[]、ub []、t 3[]、uc []表示,在m ain 函数的最后加入以下语句。
F I L E 3fp 1,3fp 2,3fp 33fp 4,3fp 5,3fp 6;fp 1=fopen (“t 1”,”w ”);fp 2=fopen (“ua ”,”w ”);fp 3=fopen (“t 2”,”w ”);fp 4=fopen (“ub ”,”w ”);fp 5=fopen (“t 3”,”w ”);fp 6=fopen (“uc ”,”w ”);fw rite (fp 1,t 1);fw rite (fp 2,ua );fw rite (fp3,t2);fw rite (fp 4,ub );fw rite (fp 5,t 3);fw rite (fp 6,uc );fclo se (fp 1);fclo se (fp 2);fclo se (fp 3);fclo se (fp 4);fclo se (fp 5);fclo se (fp 6);这样进行编译、连接、运行后,就建立了数据文件t 1,t 2,t 3,ua ,ub ,uc 存放矢量控制输出的数据。
若C 语言经编译连接后生成的可执行矢量控制程序名为vecto r .exe ,S I M UL I N K 下建立的图3所示的开环系统名为m o to r .m d 1,在M A T 2LAB 主窗口中打开m o to r .m d 1,在初始化参数语句后加入以下语句。
P reL oadFun “!vecto r ”P reL oadFun “fid 1=fopen (‘t 1’,’r ’);T 1=fread (fid 1);sta 2tus 1=fclo se (fid 1);”P reL oadFun “fid 2=fopen (‘t 2’,’r ’);T 2=fread (fid 2);sta 2tus 2=fclo se (fid 2);”P reL oadFun “fid 3=fopen (‘t 3’,’r ’);T 3=fread (fid 3);sta 2tus 3=fclo se (fid 3);”P reL oadFun “fid 4=fopen (‘ua ’,’r ’);U a =fread (fid 4);sta 2tus 4=fclo se (fid 4);”P reL oadFun “fid 5=fopen (‘ub ’,’r ’);U b =fread (fid 5);sta 2tus 5=fclo se (fid 5);”P reL oadFun “fid 6=fopen (‘uc ’,’r ’);U c =fread (fid 6);sta 2tus 6=fclo se (fid 6);”这样每次仿真时,数据就先会被自动载入M A T 2LAB 的W OR KSPA CE 。
在m o to r .m d 1中的输入用F rom W o rk sp ace 模块,u a 的输入为[T 1,U a ],u b 的输入为[T 2,U b ],u c 的输入为[T 3,U c ]。
4 结束语以上介绍的C 语言与M A TLAB 结合进行PWM 仿真的方法,运用S I M UL I N K 工具箱,模型直观,不用编程,易于使用,笔者在W I N 98、BC 45、M A TLAB 5.0环境中已成功地进行了应用[5]。
参考文献1 秦忆1PWM 逆变器1华中理工大学自控系现代电气电子系统研究式(内部讲义)119942 周克亮,陈坚等1基于M A TLAB S I M UL I N K 的逆变器2交流电机系统的建模与仿真1第五届中国交流电机调速传动学术会议论文集,19973 阮毅1异步电机非线性解耦控制与矢量控制系统的解耦性质1上海大学博士论文,19964 钟庆昌,于淑红等1控制系统Si m ulink 仿真技巧1电气自动化,1999,(3)5 董玮,秦忆1最小谐波电流有效值的SPWM 方法研讨1电气自动化,1999,(3)收稿日期:199921121226 电气传动 2001年 第1期 。